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归位顺序的影响:从偏见初始化到中性初始化

机器学习 2026-04-03 v4 无序系统与神经网络

摘要

归一化层虽然用于稳定和加速训练,但其影响在初始化阶段即至关重要,当时它们塑造信号传播和输出统计,尚未让参数适应数据。在实际操作中,人们往往依赖直觉选择归一化方式和放置位置,尽管这些决定会从根本上改变模型行为。我们对归一化方式及其位置(Pre-Norm 与 Post-Norm)如何决定初始化时类别预测分布进行了理论阐述,涵盖从无偏(中性)到高度集中(偏见) regimes 的情况。我们表明,这些架构决策会引起初始预测 regime 的系统性偏移,从而调制后续学习动力学。通过将归一化设计直接关联到初始化时的预测统计,我们的结果为更可控、可解释的网络设计提供原则性指导,阐明了诸如 BatchNorm 与 LayerNorm、Pre-Norm 与 Post-Norm 等常见选择如何从训练初期塑造行为。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.11312,
  title  = {Where You Place the Norm Matters: From Prejudiced to Neutral Initializations},
  author = {Emanuele Francazi and Francesco Pinto and Aurelien Lucchi and Marco Baity-Jesi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11312},
  year   = {2026}
}

备注

Proceedings of the 29th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics (AISTATS) 2026, Tangier, Morocco. PMLR: Volume 300. Copyright 2026 by the author(s)